การศึกษาบทบาทของกรดอะมิโนชนิดอะโรมาติกต่อการออกฤทธิ์ของโปรตีนฆ่าลูกน้ำยุงชนิดไบนารี่จากแบคทีเรีย Lysinibacillus sphaericus

Abstract

BinA และ BinB เป็น binary toxin ที่ผลิกจาก Lysinibacillus sphaericus สามารถทำงานร่วมกันในการฆ่าลูกนํ้ายุง โดยจับกับ receptor บริเวณเยื่อบุกระเพาะของลูกนํ้ายุงทำให้ลูกนํ้ายุงตายได้ ซึ่งการศึกษาก่อนหน้าได้ทำการศึกษาโครงสร้างของโปรตีน BinB พบว่าบริเวณปลาย N-terminal มีโครงสร้างที่สามารถจับกับคาร์โบไฮเดรต (carbohydrate binding protein) และทางด้านปลาย C- terminal พบว่า มีโครงสร้างคล้าย toxin อีกชนิดหนึ่งซึ่งมีชื่อว่า aerolysin ซึ่งสามารถทำให้เซลล์เกิดเป็นรูรั่วได้ (pore forming toxins) จากโครงสร้างของ binary toxin ที่มีความคล้ายกับ toxin หลายชนิดที่ทำให้เซลล์ของเม็ดเลือดแดงเกิดการแตกได้ คณะผู้วิจัยจึงได้ทำการทดสอบประสิทธิภาพของ binary toxin ต่อเซลล์อื่นๆ โดยทำกับเซลล์เม็ดเลือดแดง เซลล์ของแบคทีเรีย พบว่า binary toxin ไม่มีผลทำให้เซลล์เม็ดเลือดแดงของมนุษย์แตก และไม่สามารถยับยั้งการเจริญของเซลล์แบคทีเรียได้ จากฤทธิ์ในการฆ่าลูกนํ้ายุงโดยการจับกับ receptor บนเซลล์เยื่อบุกระเพาะอาหารของลูกนํ้า และจากการศึกษาโครงสร้างของโปรตีน BinB คาดว่าปลาย N-terminal น่าจะเป็นโครงสร้างสำคัญในการฆ่าลูกนํ้ายุงโดยการจับกับ receptor บนเซลล์เยื่อบุกระเพาะอาหารของลูกนํ้า เพราะมีโครงสร้างเป็น carbohydrate binding protein จึงได้มีการหาตำแหน่งจำเพาะในการออกฤทธิ์ฆ่าลูกนํ้ายุง โดยการแทนที่กรดอะมิโน tyrosine ของโปรตีน BinB ที่ตำแหน่งY53, Y72, Y76, Y94 and Y111 ด้วย alanine และจากการทดสอบฤทธิ์ในการฆ่าลูกนํ้ายุง (Larvicidal activity) พบว่าตำแหน่งที่ Y53, Y72 และ Y111 สามารถฆ่าลูกนํ้ายุงได้ลดลง และเมื่อนำมาทดสอบยืนยันด้วยวิธี immunohistochemistry พบว่าตำแหน่งที่ Y53, Y72 และ Y111 น่าจะมีความสำคัญต่อการจับกับ receptor บนเซลล์เยื่อบุกระเพาะอาหารของลูกนํ้า